有一种简单夯锤结构如图所示,打夯时共有5人,四个人分别握住夯锤的一个把手,一个人负责喊号,喊号人一声号子,四人同时向上发力将夯锤提起,号音一落四人同时松手,夯锤落至地面将地基夯砸实。某次打夯时,设夯锤的质量为80kg,将夯锤提起时,每个人都对夯锤施加竖直向上的力,大小均为250N,力的持续时间为0.6s,然后松手。夯锤落地时将地面砸出2cm深的一个凹痕。求:
(1)夯锤能够上升的最大高度?
(2)夯锤落地时对地面的平均作用力为多大?(g=10m/s2)
如图1-3所示,质量为m的木块可视为质点,置于质量也为m的木盒内,木盒底面水平,长l="0.8" m,木块与木盒间的动摩擦因数μ=0.5,木盒放在光滑的地面上,木块A以v0="5" m/s的初速度从木盒左边开始沿木盒底面向右运动,木盒原静止.当木块与木盒发生碰撞时无机械能损失,且不计碰撞时间,取g="10" m/s2.问:木块与木盒无相对运动时,木块停在木盒右边多远的地方?
在上述过程中,木盒与木块的运动位移大小分别为多少?
[例1]如图6-4,轻弹簧和一根细线共同拉住一质量为m的物体,平衡时细线水平,弹簧与竖直夹角为θ,若突然剪断细线,刚刚剪断细线的瞬间,物体的加速度多大?
如图所示,两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内,相距L=0.5m,导轨的左端用R=3Ω的电阻相连,导轨电阻不计,导轨上跨接一电阻r=lΩ的金属杆ab,质量m=0.2kg,整个装置放在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,现对杆施加水平向右的拉力F=2N,使它由静止开始运动,求: (1)杆能达到的最大速度多大?最大加速度为多大? (2)杆的速度达到最大时,a、b两端电压多大?此时拉力的瞬时功率多大? (3)若已知杆从静止开始运动至最大速度的过程中,R上总共产生了10.2J的电热,则此过程中拉力F做的功是多大?此过程持续时间多长? (4)若杆达到最大速度后撤去拉力,则此后R上共产生多少热能?其向前冲过的距离会有多大?
消防队员为缩短下楼的时间,往往抱着竖直的杆直接滑下。假设一名质量为60kg、训练有素的消防队员从七楼(即离地面18m的高度)抱着竖直的杆以最短的时间滑下。已知杆的质量为200kg,消防队员着地的速度不能大于6m/s,手和腿对杆的最大压力为1800N,手和腿与杆之间的动摩擦因数为0.5,设当地的重力加速度g=10m/s2。假设杆是搁在地面上的,杆在水平方向不能移动。试求:(1)消防队员下滑过程中的最大速度;(2)消防队员下滑过程中杆对地面的最大压力;(3)消防队员下滑的最短的时间。
如图所示,一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场,在ad边中点O,方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角θ = 30°、大小为v0的带正电粒子,已知粒子质量为m,电量为q,ad边长为L,ab边足够长,粒子重力不计,求:(1)粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围.(2)如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制,求粒子在磁场中运动的最长时间.